基于AT89S52單片機的搶答器設(shè)計

1、6e8b4a13faa8cef8138318761962e527.pdf目 錄1、背景知識32、課程設(shè)計目的33、工具/準(zhǔn)備工作44、設(shè)計步驟及原理4步驟1：系統(tǒng)設(shè)計4步驟2：硬件設(shè)計5步驟3：軟件設(shè)計8步驟4：軟硬件調(diào)試115、設(shè)計結(jié)果及分析116、總結(jié)及心得體會127、對本設(shè)計過程及方法、手段的改進(jìn)建議128、參考文獻(xiàn)129、評價(教師)13基于at89s52單片機的搶答器設(shè)計1、 背景知識 現(xiàn)在很多文娛活動中都有搶答這一項，需要用到搶答器。在目前的市場上，普通搶答器都需要幾百塊，價格比較昂貴。本項目設(shè)計的搶答器，電路簡單、成本較低、操作方便、可靠、具有較高的推廣價值本設(shè)計可同時供8名選手

2、或8個代表隊參加比賽。搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。接通電源后，主持人將開關(guān)撥到清零狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器顯示零；主持人將開關(guān)置“復(fù)位”狀態(tài)，宣布開始搶答器工作。搶答開始后，若有選手，搶答按鈕，編號立即鎖存，并在led數(shù)碼管上顯示選手的編號，同時燈亮且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零。2、 課程設(shè)計目的課程設(shè)計是單片機課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行全面系統(tǒng)的訓(xùn)練。進(jìn)行課程設(shè)計可以讓學(xué)生把學(xué)過的比較零碎的知識系統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過的知識落到實處，能夠開發(fā)簡單的系統(tǒng)。（1）訓(xùn)練學(xué)生正確地應(yīng)用單

3、片機，培養(yǎng)解決工業(yè)控制、工業(yè)檢測等領(lǐng)域具體問題的初步能力。（2）讓學(xué)生通過所做課題，熟悉單片微機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的方法、工作內(nèi)容、工作步驟。（3進(jìn)行基本技能訓(xùn)練；使理論聯(lián)系實際，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力。3、 工具/準(zhǔn)備工作首先，通過查閱資料，掌握和了解本項目需要的知識，如：+5v電源原理及設(shè)計、單片機晶振電路和復(fù)位電路工作原理及設(shè)計、按鍵電路設(shè)計，蜂鳴器驅(qū)動電路設(shè)計，芯片74ls245及at89s52單片機的引腳再者，備齊所需的工具及元件，如：烙鐵、電線、焊錫、各種元器件等。最后，在焊接測試過程中，需注意安全，如：焊接時，電源是否有漏電；調(diào)試時，需注意不要將

4、芯片燒壞等。4、 設(shè)計步驟及原理步驟1：系統(tǒng)設(shè)計基于at89s52單片機搶答器由控制核心at89s52單片機、復(fù)位電路、電源電路、選手按鍵、主持人按鍵、聲音提示和數(shù)碼顯示等部分組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。 圖1基于at89s52單片機搶答器系統(tǒng)框圖實現(xiàn)功能：基于at89s52單片機設(shè)計制作一個搶答器，晶振采用12mhz?？赏瑫r供8名選手或8個代表隊參加比賽，編號為1、2、3、4、5、6、7，8各用一個按鈕。給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始。搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。搶答開始后，若有選手，搶答按鈕，編號立即鎖存，并在led數(shù)碼管上顯示選手的編號，同

5、時燈亮且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零。步驟2：硬件設(shè)計l 電源電路為單片機以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn)5v電源。晶振模塊為單片機提供時鐘標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路模塊為單片機系統(tǒng)提供復(fù)位功能。單片機作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制。選手按下相應(yīng)的按鍵，蜂鳴器發(fā)出提示音，直到按鍵釋放。數(shù)碼管顯示最先按下按鍵選手的編號。選手回答完畢，主持人按下準(zhǔn)備按鈕，數(shù)碼管清零，蜂鳴器停止發(fā)聲，可以進(jìn)入下一題的搶答。l at89s52單片機搶答器原理圖at89s52引腳圖和電路用法芯片的特點：40個引腳,8k bytes f

6、lash片內(nèi)程序存儲器,256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram）,32個外部雙向輸入/輸出（i/o）口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗（wdt）電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。此外,at89s52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下,cpu暫停工作,而ram定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 主要功能特性： 兼容mcs-51指令系統(tǒng) 8k可反

7、復(fù)擦寫(1000次）isp flash rom 32個雙向i/o口 4.5-5.5v工作電壓 3個16位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率0-33mhz 全雙工uart串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部ram 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（wdt）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的isp字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針。 管腳說明：vcc : 電源gnd: 地p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)

8、用。在這種模式下，p0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex）。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號 第二功能p

9、1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）p1.5 mosi（在系統(tǒng)編程用）p1.6 miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7 sck（在系統(tǒng)編程用）p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr）時，p2 口送出高八位地址。在這種

10、應(yīng)用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。74ls245引腳圖和電路用法74ls245芯

11、片用來驅(qū)動led或者其他的設(shè)備,它具有8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機的p0口總線負(fù)載達(dá)到或超過p0最大負(fù)載能力時，必須接入74ls245等總線驅(qū)動器。當(dāng)片選端/ce低電平有效時，dir=“0”，信號由 b 向 a 傳輸（接收）；dir=“1”，信號由 a 向 b 傳輸（發(fā)送）；當(dāng)/ce為高電平時，a、b均為高阻態(tài)元件清單：元件名稱型號數(shù)量/個用途單片機at89s521控制核心按鍵1電容30pf2晶振電路晶振12mhz1晶振電路電解電容10uf/10v1復(fù)位電路電阻10k1復(fù)位電路按鍵1復(fù)位電路按鍵8選手輸入三極管90151蜂鳴器驅(qū)動蜂鳴器1電阻500數(shù)碼管1位共陰1顯示電

12、路集成塊74ls2451驅(qū)動isp接線口2*5接口1下載程序萬用板140腳ic測試座1電池盒1步驟3：軟件設(shè)計（1）程序流程圖上電復(fù)位后數(shù)碼管清零，p2.0置高電平，蜂鳴器不發(fā)聲。循環(huán)掃描p3口，看是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)入判斷是哪個選手按下按鍵，并在數(shù)碼管上顯示選手號；p2.0輸出方波信號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，主持人按鍵按聲，系統(tǒng)重新進(jìn)入主程序繼續(xù)進(jìn)行下一輪搶答。程序流程圖如圖5所示：搶答器程序流程圖圖5 搶答器程序流程圖（2）程序清單基于at89s52單片機搶答器的設(shè)計程序清單如下： org 0000hjmp begintable: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6d

13、h,7dh,07h,7fh,6fh;共陰極數(shù)碼管顯示代碼表delay: mov r5,#20 ;延時2020ms子程序loop4: mov r6,#50loop5: mov r7,#100 djnz r7,$ djnz r6,loop5 djnz r5,loop4 retbegin: mov p2,#0ffh ;p2口置高電平，準(zhǔn)備接收信號 mov r4,#0 ; “r4”的標(biāo)志值清零 mov a,r4 ; “r4”位標(biāo)志值送a寄存again: mov dptr,#table ;查表取r4段碼送p1口顯示 movc a,a+dptr mov p1,aloop1: mov a,p3 ;接收p3口

14、的搶答信號，判斷是否有搶答信號，如果沒有搶答信號再返回loop1 cpl a jz loop1loop2: rrc a ;有搶答信號則逐次移動判斷是哪一位搶答 inc r4 ;每移一次位，r4位標(biāo)志值加1 jnc loop2 ; 如果沒有遇到搶答信號返回loop1繼續(xù)移位 mov a, r4 ; 遇到搶答信號把r4位標(biāo)志送a movc a, a+dptr ;找到相應(yīng)位的顯示代碼 mov p1, a ;送p1口顯示loop3: jnb p2.2, begin ;若主持人按了復(fù)位信號鍵則轉(zhuǎn)向程序復(fù)位 cpl p2.0 ;若沒按復(fù)位信號鍵，則通過p2.0給出高低信號驅(qū)動蜂鳴器 lcall delay

15、 ;調(diào)用延時程序 sjmp loop3 ;p2.0口反復(fù)間隔0.4秒變化，驅(qū)動蜂鳴器 end步驟4：軟硬件調(diào)試(1) 鎖存器電路調(diào)試：接上電源,主持人開關(guān)打開,任意按下一路搶答開關(guān),看led數(shù)碼管是否顯示相應(yīng)的數(shù)字,然后再按其它開關(guān),看這時led數(shù)碼是否顯示其它數(shù)字，此數(shù)碼管不顯示其它數(shù)字，鎖存器電路正常。 （2）顯示電路調(diào)試：顯示電路主要是由一塊74ls245芯片和一個七段led數(shù)碼顯示器組成的.在調(diào)試時,當(dāng)接上電源后,用各開關(guān)打開或斷開來判斷七段led數(shù)碼顯示器是否顯示正常.(2) 實物圖5、 設(shè)計結(jié)果及分析主持人將開關(guān)撥到清零狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器顯示零；主持人將開關(guān)置“復(fù)

16、位”狀態(tài)，宣布開始搶答器工作。 搶答開始后，若有選手，按下?lián)尨鸢粹o，編號立即鎖存，并在led數(shù)碼管上顯示選手的編號，且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零。6、 總結(jié)及心得體會通過此次設(shè)計，使我掌握了怎么正確地應(yīng)用at89s52單片機，來解決工業(yè)控制、工業(yè)檢測等領(lǐng)域具體問題的初步能力，同時也掌握了八路搶答器電路的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。對復(fù)位電路、電源電路、晶振電路的設(shè)置也有了些了解。更加熟練的運用仿真軟件，并學(xué)習(xí)了運用軟件測試、調(diào)試、改進(jìn)電路。培養(yǎng)了獨立思考、分析、解決問題的能力以及我的動手能力。7、 對本設(shè)計過程及方法、手段的改進(jìn)建議針對本設(shè)計，可在p0口多接上兩個led數(shù)碼管，使搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定，當(dāng)節(jié)目主持人啟動“開始”鍵后，要求定時器立即進(jìn)行減法